미국항공우주국(NASA)은 19일(현지시간) 케플러 우주망원경을 사용한 관측 연구에서 새로운 태양계 밖 외계 행성 후보군 219개를 찾았으며, 그중 10개는 생명체가 살 수 있는 행성으로 보인다고 밝혔다. 연구를 주도한 NASA 산하 아메스연구센터에 따르면, 이번 발견으로 케플러 망원경이 지난 4년간 찾은 행성과 행성 후보군은 총 4034개로 늘었다. 지금까지 케플러 망원경이 발견한 행성 후보군 중 행성으로 확정된 2335개 가운데 약 30개는 지구와 크기가 비슷하고 생명체 거주 가능 영역인 이른바 ‘골디락스 존’에 속해있다. 또한 이번에 발견된 219개 행성 후보군 중 10개 역시 지구와 크기가 비슷하고 항성으로부터 떨어진 거리도 적절해 생명체가 거주할 수 있는 환경을 지닌 것으로 보인다. 이에 대해 연구진은 이번 발견이 외계생명체를 탐색하는 데 큰 도움이 될 거라고 기대감을 드러냈다. NASA 천체물리학부 소속 과학자 마리오 페레즈 박사는 “이번 발견은 행성과 은하의 여러 형태를 이해하는 데 도움을 주고 행성 생성에 대한 지식을 진보시킬 것”이라고 밝혔다. 한편 케플러 우주망원경은 독일 천문학자 요하네스 케플러의 이름을 딴 것으로, 지금까지 수많은 행성을 발견해 ‘행성 사냥꾼’이라는 별명까지 얻었다. 2009년 발사돼 2010년 1월 처음 지구로 조사 결과를 보내기 시작한 이 망원경은 2012년 공식적으로 임무를 마쳤지만, 아직 ‘현역’으로 뛸 수 있다고 판단돼 행성뿐만 아니라 소행성이나 초신성까지 관측하는 새로운 임무 ‘K2’를 부여받기도 했다. 또 케플러 망원경은 2013년 관측 방향을 조정하는 장치가 파손되고 2016년에는 연료 문제가 발생해 그대로 임무가 종료되는 게 아니냐는 전망이 나오기도 했지만, 탐사 임무는 계속됐다. 이 망원경은 지난해에도 104개의 외계 행성을 발견한 바 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr오경진 수습기자 oh3@seoul.co.kr

우주에는 태양처럼 단독으로 존재하는 별만큼이나 두 개의 별이 중력에 의해 서로의 질량 중심 사이를 공전하는 쌍성계가 흔하다. 여기에 다른 별이 끼어들어 삼성계나 사성계가 되는 일도 드물지 않다. 예를 들어 태양에서 가장 가까운 이웃 별인 알파 센타우리의 경우 두 개의 별이 쌍성계를 이루고 적색왜성인 프록시마 센타우리가 그 주변을 도는 삼성계를 이루고 있다. 보통은 같이 태어난 비슷한 질량의 별이 쌍성계를 이루지만, 한쪽의 질량이 훨씬 큰 경우 더 빨리 최후를 맞는 경우도 드물지 않다. 후자의 경우 남은 물질이 뭉쳐서 생긴 천체인 백색왜성, 중성자별, 블랙홀과 일반적인 별이 한동안 같이 공존하게 된다. 그런데 우주에는 일반적인 별만큼이나 이보다 작은 천체인 갈색왜성(brown dwarf)도 흔하다. ‘실패한 별’(failed star)로 불리는 갈색왜성은 행성보다는 크지만, 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지하는 데 필요한 질량(보통 태양 질량의 8%, 혹은 목성 질량의 80배)이 부족해 매우 어둡게 보이는 천체다. 따라서 매우 흔하지만, 실제로 관측하기가 어렵다. 과학자들은 죽은 별의 잔재인 백색왜성과 실패한 별인 갈색왜성의 쌍성계가 우리 은하에 드물지 않다고 생각하지만, 둘 다 어두운 천체라 관측은 쉽지 않았다. 최근 국제천문학자 팀은 케플러 우주 망원경 데이터와 SDSS 데이터를 이용해서 ‘WD1202-024’라고 명명된 백색왜성-갈색왜성 커플을 발견했다. 이들은 각기 태양질량의 40%에 달하는 백색왜성과 6.7%에 달하는 갈색왜성으로 놀라운 사실은 두 별이 매우 가까운 위치에서 아주 빠르게 공전하고 있다는 것이다. 이 쌍성계의 공전 주기는 71.2분에 지나지 않는다. 이렇게 공전주기가 짧아진 것은 본래 태양보다 약간 큰 별이었던 동반성이 백색왜성이 되는 과정에서 가스를 방출하면서 갈색왜성의 공전 주기를 줄였기 때문으로 추정된다. 결국, 너무 가까이 다가간 갈색왜성은 표면 중력이 큰 백색왜성에 의해 흡수되는 운명을 맞이하게 된다. 마지막에는 갈색왜성은 사라지고 백색왜성 단독으로 영겁의 세월을 보내게 될 것이다. 이번 관측은 갈색왜성-백색왜성 쌍성계의 존재를 확인했을 뿐 아니라 이들의 독특한 진화과정에 대해서도 중요한 단서를 제공했다. 비록 실패한 별과 죽은 별로 불리지만, 이들은 과학자에게 별 진화의 마지막 단계를 보여주는 소중한 존재다. 모든 사람이 그러하듯 별에도 저마다의 사연이 있고 의미가 있는 셈이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

한국 출신 최고의 과학자는 과연 누구일까. 필자는 한 명의 이름을 가장 먼저 떠올린다. 이휘소. 2015년 우리나라 첫 과학자 우표에 실린 그는 1935년생으로 여전히 우리 곁에 있었을 수도 있지만, 불행하게도 1977년 6월 16일 교통사고로 42세에 생을 마쳤다. 그의 연구기간은 20년도 안 되지만 그는 입자물리학 분야에서 세계 최고의 업적을 남겼다. 우주 기원 이해에 필수인 표준모형을 완성하는 데 없어선 안 될 게이지 이론 발전에 지대한 공헌을 했다. 그의 영향을 받은 사람들 중 노벨상을 수상한 이들도 많다. 2013년 힉스와 앙글레는 한 입자를 발견한 공로로 노벨 물리학상을 받았다. 이 입자를 힉스 입자라 이름 붙인 주인공이 이들과 입자물리학계에서 함께 활동했던 이 박사다. 이 박사는 1979년 노벨 물리학상을 수상한 와인버그와 함께 1977년에는 암흑물질의 질량 최소값을 추정하는 계산을 했다. 이 방법은 아직도 사용되고 있다.이 박사는 한국 태생이지만 미국 국적을 취득하고 중국계 부인과 결혼했기 때문인지 국내에서 그의 흔적을 찾아보기는 쉽지 않다. 그의 제자였던 고(故) 강주상 고려대 교수가 쓴 ‘이휘소 평전’을 통해 그의 삶을 들여다볼 수 있다. 그는 어린 시절 부모가 모두 의사인 집안에서 유복하게 자랐다. 대학에서 의욕적인 젊은 교수를 만났고, 한국을 돕던 미국의 유학프로그램 덕에 미국에서 대학 공부를 다시 할 수 있었다. 가장 훌륭한 수리물리학 교과서 저자인 아프켄이 그가 다니던 오하이오 마이애미대 교수로 부임해 좋은 강의도 들을 수 있었다. 피츠버그대학원에서도 출중한 능력을 드러낸 그가 펜실베이니아대로 옮기려 하자 일부 교수들이 그를 붙잡았다. 펜실베이니아대 출신의 젊은 교수가 그의 전학을 적극적으로 도왔다. 펜실베이니아대 물리학과에서도 매우 유연하게 전학하도록 해 주었다. 필자도 대학원장이라는 직책을 수행해 봤지만 국내에서는 여전히 제도들이 매우 경직돼 있어 좋은 학생이 시의적절하게 교육을 받기 어렵다. 그에게 최대의 행운은 그가 박사학위를 받았을 때가 입자물리학 분야의 전성기였다는 것이다. 하루가 다르게 새로운 입자들이 발견되고 이론적 발전이 비약적으로 일어났다. 소련의 인공위성 발사로 놀란 미국이 과학 전반을 개혁하고 대학마다 좋은 물리학 교수진을 확보하기 위해 경쟁했다. 물론 이런 환경이 제공된다고 저절로 이 박사 같은 업적을 낼 수 있는 것은 아니다. 그는 가장 어려운 문제에 도전해 남보다 먼저 해결하는, 이런 일을 감당할 능력이 있었다. 사실 이 정도의 물리학자가 있는 다른 나라는 그를 기리는 사업과 이름을 딴 연구소를 만드는 것을 당연시한다. 그런데 국내에서는 일부 물리학자들의 노력으로 그의 생과 업적을 살피는 일이 간간이 이어지고 있을 뿐이다. 특히 그와 같이 입자물리학에 뜻을 둔 젊은이들에게 도움을 주는 활동은 매우 적다. 필자의 생각으로는 출중한 인물들이 마음껏 기회를 잡고 더욱 발전할 수 있도록 하는 사회적 기반을 마련한다는 차원에서 그의 이름을 딴 물리학연구소 하나쯤은 만들 필요가 있다고 본다. 이론물리연구소 설립은 큰 재원 없이 얼마든지 만들 수 있다. 정부가 하지 못하더라도 이를 감당할 수 있는 기업도 많다. 캐나다 최고의 이론물리연구소인 페리메타 연구소는 블랙베리로 큰돈을 번 라자리디스가 1999년 만들었다. 2000년 설립된 카블리 재단은 전 세계에 기초과학 특히 이론물리학과 천체물리학 연구소들을 세우고 운영비를 대고 있다. 중국과 일본에도 카블리 연구소가 있다. 이런 연구소가 조속히 한국에 설립돼야 한다. 오로지 젊은 세대의 장래를 위한 연구소여야 한다. 이 박사가 생전에 한국의 젊은 과학도들에게 어떻게 기여할 것인가를 많이 고민했던 것처럼 그의 뜻을 살리는 방식으로 운영되는 연구소여야 할 것이다.

지금으로부터 수십 억년 전 지구에는 SF영화에서처럼 2개의 태양이 떠올랐을지도 모르겠다. 최근 미국 하바드대학과 버클리대학 등 공동연구팀은 한때 태양계에는 2개의 태양이 존재할 가능성이 높다는 연구결과를 발표했다. 다소 파격적인 이번 연구는 그간 가설로만 이어져왔던 '네메시스'(Nemesis)의 존재 가능성과 맥을 같이한다. 네메시스 가설의 시작은 지난 1984년 시카고 대학의 두 고생물학자의 주장에서 비롯됐다. 당시 데이비드 라우프 교수 등 연구진은 지구는 2억 5000만 년 동안 여러 번의 대량멸종 사건이 일어났는데, 2600만 년을 주기로 한다는 논문을 발표했다. 이중에는 물론 소행성의 충돌로 인한 공룡의 멸종도 포함돼 있다. 이후 과학자들은 2600만년이라는 주기성을 만든 원인을 찾기 시작했고, 일각에서 태양계 저너머에 '범인'이 있다는 주장을 펴기 시작했다. 그 범인이 바로 네메시스다. 전문가들의 가설은 이렇다. 45억 년 전 태양은 형제로 태어났으나 이중 하나는 어떤 이유에서인지 점점 멀어져 태양계 저 밖으로 밀려났다. 태양보다 크기가 작고 빛도 약한 네메시스는 현재 극단적인 형태의 타원궤도로 움직이는데 이 경로에 오르트 구름(Oort cloud)이 있다. 오르트 구름은 장주기 혜성의 고향으로 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있는 가상의 천체집단이다. 거대한 둥근 공처럼 태양계를 둘러싸고 있는 오르트 구름은 수천억 개를 헤아리는 혜성의 핵들로 이루어져 있다. 곧 네메시스가 2600만 년을 주기로 오르트 구름을 지나가면서 교란시켜 대량의 혜성이 만들어지고, 이 혜성이 지구에 떨어져 대량멸종 사건을 일으킨다는 것이 가설의 골자다. 이 때문에 서구에서 부르는 네메시스의 또다른 별칭은 '이블 트윈'(The Sun's Evil Twin)이다. 그러나 이 가설은 증명되지 못했다. 그 이유는 네메시스를 아직 발견하지 못했기 때문이지만 그렇다해도 네메시스가 허구라는 증거도 되지는 않는다. 이번에 하버드 대학 등 이론물리학자들은 지구에서 600광년 떨어진 가스 구름인 페르세우스 분자 구름(Perseus molecular cloud)을 통해 별이 태어나는 것을 관측했으며 이 데이터를 바탕으로 오래 전 태양도 쌍성일 가능성이 높다는 시뮬레이션 결과를 내놨다. 논문의 공동저자 스티븐 스털러 연구원은 "네메시스가 존재하느냐고 묻는다면 대답은 '그렇다'"면서 "우주의 별들은 우리의 태양과 매우 비슷하며 대부분 쌍성으로 태어난다"고 주장했다. 이어 "동시에 태어난 별은 쌍성계가 되거나 아니면 서로 분리돼 멀어져 간다"면서 "네메시스는 분리된 경우에 해당되며 아마도 태양과 해왕성 거리보다 17배 더 먼 지역에 있을 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

경기 이천시는 16일부터 18일까지 사흘간 모가면 이천농업테마공원과 민주화운동기념공원에서 65가지 체험을 한자리에서 즐길 수 있는 체험문화축제를 연다고 12일 밝혔다. 올해로 5회 째를 맞이하는 이천체험문화축제는 모든 프로그램을 방문객이 직접 참여하는 체험으로 꾸며진다. 올해는 65가지로 프로그램을 확대하고 더위를 식혀줄 다양한 물놀이 프로그램까지 준비했다. 이천체험문화축제는 무료와 유료체험프로그램으로 나누어 진행된다. 무료체험프로그램은 물총게임·인절미만들기·가면·부채만들기·페이스페인팅 등을 자유롭게 즐길 수 있다. 유료체험프로그램은 서경들마을과 돼지박물관 등 27개 체험마을 및 농가에서 60여개의 체험프로그램을 운영하며 체험비는 운영 부스별로 다르다. 농업테마공원에는 50여 가지의 체험프로그램이 한자리에 모여 있다. 도자 도시 이천을 대표하는 도자체험을 비롯해서 송사리 아쿠아리움, 목각인형, 모기퇴치 스프레이, 돼지탈 만들기 등 공예 프로그램도 다양하다. 소시지 바비큐, 요거트, 아이스크림, 슬러쉬, 산수유 와플, 에이브, 닭꼬치 등 먹거리 만들기 체험도 가득하다. 체험장 주변에는 미니말과 당나귀를 타고 공원을 산책하는 코스도 마련되어 있다. 더위를 날려줄 100대100 물총게임도 하루 세 번 진행한다. 물총은 운영본부에서 무료로 임대하는데 갈아입을 옷은 미리 준비해가야 한다. 두 번째 체험 장소인 민주화운동기념공원에서는 ‘더 나은 세상을 위한 소통. 민주사람 체험릴레이’ 기획전이 열린다. 대한민국 헌법과 민주주의의 의미, 우리나라의 민주항쟁 역사 등을 알아볼 수 있는 좋은 기회다. 8개의 스탬프를 찍어 가면서 부채, 모자 등 4종의 체험을 동시에 즐기는 릴레이 방식이다. 방문객이면 누구나 참여할 수 있다. 비용은 모두 무료이다. 16일은 어린이집과 유치원 위주의 단체 예약을 받고 있으며, 17~18일은 가족 단위 위주의 관람으로 예약 없이 선착순으로 체험할 수 있다. 경품 행사도 다양하다. 3가지 이상의 체험을 하고 운영본부에 확인스탬프를 제시하면 돗자리 경품을 나눠준다. 회원사에서 협찬한 고급 비비크림과 무료체험권, 이천쌀 500그램을 나눠주는 행사도 진행한다. 먹거리도 다양하다. 이미 체험장에서 다양한 먹거리 체험을 하지만 정식 식사를 원하는 관람객들을 위해 뷔페식 식당과 다양한 메뉴의 푸드트럭이 대기하고 있다. 조병돈 시장은 “축제가 열리는 농업테마공원과 민주화공원은 중부고속도로 남이천IC에서 1분 거리에 있고 65가지의 재미있는 프로그램으로 운영되는 이색 축제이기 때문에 많은 관광객들이 관심을 가질 것”이라며 “앞으로 사계절 체험축제를 개최할 계획”이라고 말했다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

아인슈타인이 예견한 중력렌즈 현상으로 천체의 질량을 구할 수 있는 새로운 측정기법이 개발되었다고 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 지난 7일(현지시간) 보도했다. 뜨거운 가스 공인 별들은 지구로부터 수십억 킬로미터 떨어져 있다. 그래서 아무리 배율 높은 망원경으로 보아도 하나의 빛점으로밖엔 안 보인다. 반면에 가까운 거리에 있는 행성들은 원판으로 보인다. 새 연구결과에 따르면, 천문학자들은 별의 진화과정에서 종착역에 다다른 '백색왜성'의 질량을 정확히 측정할 수 있는 기법을 개발했다고 한다. 몇 광년이나 떨어진 곳에 있는 불타는 가스 공의 무게를 대체 어떻게 잴 수 있을까? 테리 오스월트 엠브리리들 항공대학 공학 물리학과 교수는 최근 ‘사이언스’에 백색왜성의 질량 측정법에 관한 글을 기고하면서“천문학자들이 별이나 행성, 그리고 은하들의 질량을 잴 수 있는 유일한 방법은 천체들의 중력 상호작용을 이용한 것”이라고 설명했다. 목성 궤도를 도는 위성의 경우, 위성의 궤도에 미치는 목성의 중력을 측정하면 그 질량을 구할 수 있다. 이 같은 방법은 별의 질량 측정에도 적용된다. 우리 은하의 다른 쪽에 있는 모항성의 둘레를 공전하는 행성이 모항성을 끌어당길 때 모항성은 미세한 속도 변화를 보이는데, NASA의 케플러 우주망원경 같은 민감한 장치는 그러한 행성까지 관측할 수 있다고 오스월트 교수는 밝혔다. 이 같은 속도변화를 측정하면 그 별의 질량을 알 수 있다. 쌍성의 경우처럼 두 별이 서로의 둘레를 공전할 때, 천문학자들은 스피드건의 원리인 도플러 효과를 이용해 별들의 공전속도를 알아낼 수 있다. 속도위반을 찍어 벌금 딱지를 날리는 데 사용되는 도로의 감시 카메라도 이 원리를 장착한 것이다. 그는 “별빛의 스펙트럼을 이용해 그 별의 질량을 간접적으로 측정하는 몇 가지 방법도 있지만 그 별의 대기 모델을 정확히 알아야만 가능한 방법인데, 사실 그걸 알기란 불가능한 일”이라고 덧붙였다. 지난 7일자 ‘사이언스’ 온라인판을 통해 발표한 새로운 측정기법은 망원경으로 관측하기 어려운 별과 다른 천체들, 곧 희미한 백색왜성, 블랙홀, 항성계에서 튕겨저나온 떠돌이 행성 등의 질량을 측정할 수 있는 기술이다. 볼티모어 소재의 우주망원경연구소 천문학자들이 주도한 이 연구는 연구자들이 가까운 백색왜성 스타인 2051 B(Stein 2051 B)의 질량을 측정하는 것을 시연해 보였다. 이 새로운 기법은 별빛이 중력에 의해 받는 영향을 이용한 것이다. “아인슈타인의 유명한 방정식 E =mc^2은 질량과 에너지는 같은 것임을 나타낸 것입니다. 빛은 아주 작은 에너지 조각입니다. 그런데 중력에도 영향을 받습니다.” 오스월트 교수의 설명이다. 아인슈타인은 빛도 강한 중력장을 지나올 때 약간 휘어질 것이라고 예측했다. 예컨대, 먼 별빛이 큰 질량을 가진 천체 옆을 자날 때는 경로가 휘어진다는 것이다. 오스월트 교수는 “백색왜성의 뒤쪽 일직선상에 있는 별빛이 지구까지 오면서 약간 경로가 휘어지는 바람에 별은 실제 위치보다 그만큼 다른 곳에 있는 것처럼 보이게 된다. 그래서 백색왜성은 배경의 별을 천천히 가로지르게 되는데, 그 결과 배경의 별이 작은 고리를 그리는 것처럼 보인다”고 밝힌다. 그는 또한 “기본적인 아이디어는 배경 별의 위치변화는 백색왜성의 중력, 곧 질량과 직접 연계되어 있다는 것”이라면서 “그 둘의 함수관계를 밝히면 백색왜성의 질량이 구해진다”고 덧붙였다. 중력에 의해 별빛이 휘어지는 현상을 중력렌즈 효과라 하는데, 이는 아인슈타인이 예측한 것으로, 1919년 태양이 개기일식을 맞을 때 영국의 천문학자 에딩턴이 태양 옆을 지나는 별빛을 측정함으로써 사실로 입증되었다. 심우주에 있는 은하들의 경우, 빛이 오는 경로상에 거대한 질량체가 있으면 빛이 크게 휘어져 고리처럼 보이기도 하는데, 이를 아인슈타인의 고리(Einstein ring)라 한다. 실제로 스타인 2051 B 백색왜성처럼 가까운 거리에서 중력렌즈 현상을 관측할 수 있는 경우는 아주 드물지만, 유럽우주기구(ESA)의 가이아 관측위성 같은 것을 사용하면 이러한 중력렌즈 현상을 보이는 천체들을 더욱 많이 관측할 수 있을 것이며, 그에 대한 연구도 더욱 활발해질 것으로 오스월트 교수는 기대하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

먼 우주에서 한 쌍의 별이 왈츠를 춘다면 이같은 모습일까? 최근 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경으로 촬영한 이중성계인 '루만 16A'(Luhman 16A)와 '루만 16B'(Luhman 16B)의 모습을 공개했다. 서로가 서로를 공전해 춤을 추는 것처럼 보이는 두 천체는 우주의 별이 되려다 실패한 아픔을 가진 갈색왜성(brown dwarf)이다. 행성보다는 크지만 태양 질량의 0.08% 미만의 질량을 가진 갈색왜성은 연속적인 수소 핵융합 반응을 유지할만한 중력을 가지지 못해 일명 ‘실패한 별’로 불린다. 사진 속 두 갈색왜성의 모습이 왈츠의 스텝처럼 보이는 이유는 허블우주망원경이 3년 간 촬영한 12장의 사진을 합성해 만들었기 때문이다. 곧 3년 동안 두 갈색왜성은 서로가 공전하며 남긴 '발자국'을 심연의 우주 속에 남긴 셈이다. 지구에서 돛자리 방향으로 약 6.5광년 떨어진 곳에 위치한 루만 16AB는 우리와 가장 가까운 곳에 위치한 갈색왜성이지만 불과 4년 전에 발견됐다. 그 이유는 갈색왜성 자체가 워낙 어둡고 주위 배경에 많은 별들이 반짝반짝 빛나 더욱 눈에 띄지 않은 탓이다. 사진=ESA/Hubble & NASA, L. Bedin et al. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구가 황소자리 유성군(Taurids)에서 나온 미지의 소행성과 충돌할 위험이 커지고 있다고 체코의 천문학자들이 6일(현지시간) 경고하고 나섰다. 여기서 황소자리 유성군은 10월 말부터 11월 하순까지 활동하는 유성우로, 엥케 혜성과 관련이 깊다. 체코 과학원(CAS) 소속 천문학 연구진이 황소자리 유성군 중에서 지구 대기 중에 폭발한 대형 유성 144개의 흐름을 분석한 결과, 지름 200~300m의 소행성을 적어도 2개 포함하는 새로운 분지(branch)를 발견했다. 연구진은 “또한 이 분지에는 지금까지 알려지지 않은 지름 수십 m의 소행성이 다수 존재할 가능성이 높다”면서 “따라서 지구는 이 행성간 물질의 흐름과 만나 몇 년에 한 번은 소행성과 충돌할 위험이 크게 커진다”고 설명했다. 이 새로운 분지는 태양 주위를 집단으로 공전하는 천체들로 이뤄져 있으며 이런 천체는 몇 년에 한 번 3주 동안에 걸쳐 지구와 만난다. 따라서 “이 동안, 지구는 지름이 수십 m가 넘는 거대한 천체와 충돌할 확률이 크게 높아진다”고 연구진은 말했다. 물론 이런 소행성은 매우 부서지기 쉽지만, 거대한 것은 지구 대기의 깊숙한 곳까지 도달해 실제로 지구와 충돌할 가능성도 생각할 수 있다고 한다. 그렇지만 연구진은 지역적으로나 심지어 대륙 전체에 걸쳐 대재앙을 일으킬 만큼 충분히 큰 잠재적 위험 천체(PHO·potentially hazardous object)에 관한 더 자세한 정보를 얻기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 말했다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 천문학과 천문물리학(Astronomy and Astrophysics) 최신호에 실릴 예정이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리에게는 토성의 거대한 고리가 가장 유명하지만, 사실 태양계의 가스 행성들은 저마다 작은 고리를 지니고 있다. 과학자들은 당연히 다른 외계 행성 역시 고리를 가지고 있으며 이 중에는 토성보다 매우 큰 고리를 지닌 행성도 있을 수 있다고 추정하고 있다. 이를 직접 관측하는 일은 현재 과학 기술로도 쉬운 일이 아니지만, 과학자들은 간접적인 방법으로 고리의 증거를 유추할 수 있다. 워릭 대학, 하버드 대학, 밴더빌트 대학, 라이덴 관측소의 연구팀으로 이뤄진 국제 천문학자팀은 태양보다 약간 큰 별인 PDS 110 주변에서 이런 동반 천체의 증거를 찾아냈다. WASP(Wide Angle Search for Planets) 및 KELT(Kilodegree Extremely Little Telescope) 데이터를 조사한 결과 2008년과 2011년에 걸쳐 2.5년 간격으로 수 주간에 걸쳐 별빛이 약해지는 주기적인 식현상(transit·별빛이 다른 동반성 등에 의해 가려서 어두워지는 것)이 관측되었는데, 이는 동반성이나 가스 성운의 존재로는 설명되지 않는 매우 장기간의 밝기 변화였다. 연구팀이 여러 가지 가능한 가설을 검토한 결과 매우 큰 고리를 지닌 천체가 별빛을 가렸을 가능성이 가장 큰 것으로 나타났다. 토성보다 매우 큰 고리를 지닌 행성이 있어서 2.5년 주기로 별빛을 가린다고 보면 밝기 변화를 쉽게 설명할 수 있다는 것이다. 다만 이를 위해서는 행성의 크기가 매우 커야 하는 것으로 나타났다. 예상되는 크기는 최대 목성의 50배 수준으로 이 경우 행성보다 더 큰 천체인 갈색왜성(brown dwarf·목성 질량의 13-80배 사이 질량을 가진 천체)의 가능성도 있다. 물론 이 경우에도 갈색 왜성 주변의 거대 고리를 찾아내는 셈이라서 상당히 흥미로운 과학적 발견이다. 갈색왜성은 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지하는데 필요한 질량이 부족해 실패한 별로 불리는데, 태양계에는 존재하지 않지만 우리 은하에 매우 흔한 천체다. 이론적으로는 행성처럼 거대한 고리나 위성을 지닐 수 있다. 다만 결론을 내리기 위해서는 추가 관측이 필요하다. 만약 이 가설이 옳다면 올해 9월에 다시 밝기 변화를 관측할 수 있을 것이다. 국제 천문학자 팀은 더욱 확실한 결론을 내리기 위해 관측을 준비 중이다. 별빛을 가릴 정도로 큰 고리가 실제로 존재한다면 대형 위성 등 다른 중요한 정보 역시 발견될 수 있을 것으로 기대된다. 만약 대형 위성이 존재할 경우 생명체가 목성과 토성의 위성처럼 생명체 존재 가능성을 생각할 수 있어 매우 흥미로운 결과가 될 것으로 보인다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

블랙홀이 빛난다? 빛도 빠져나올 수 없는 강한 중력을 가진 천체인 ‘블랙홀’(검은 구멍)이 빛난다니 역설적인 표현일까. 아니다.블랙홀 중 일부는 강력하게 에너지를 방출하며 빛을 낸다. 과학자들은 블랙홀을 여러 체급으로 분류하는데, 태양의 100만 배 이상 질량을 가진 블랙홀을 ‘초대형 블랙홀’이라고 부른다. 덩치에 걸맞게 초대형 블랙홀은 블랙홀 중에서도 가장 밝게 빛난다. 블랙홀이 빛나는 이유는 블랙홀이 주변의 별이나 가스구름을 끌어당길 때 발생하는 마찰력 때문이다. 지구에 운석이 떨어질 때 엄청난 빛과 소음이 발생하는 것과 비슷한 이치다. 초대형 블랙홀은 강한 중력을 지니고 있어서 블랙홀로 빨려들어가는 물체가 만들어내는 마찰 에너지는 엄청나다. 블랙홀로 끌려들어가는 물질은 토성의 고리처럼 원반 모양의 띠를 이루며 들어가기 때문에 블랙홀은 밝은 ‘불의 고리’를 두르고 있을 것으로 추측된다. 블랙홀 고리의 밝기는 얼마나 많은 물질이 블랙홀로 끌려들어가는지와 밀접한 관계가 있다. 블랙홀은 중력이 강하기 때문에 빛이 나오면서 고리 모양이 왜곡돼 보일 것으로 과학자들은 예상하고 있다. 보석이 박힌 고리처럼 한쪽 가장자리가 빛나고 블랙홀에 가려서 보이지 않아야 할 블랙홀 뒤편의 고리까지도 뒤틀려 보이게 된다는 것이다. 영화 ‘인터스텔라’에서도 이런 블랙홀의 모습이 등장했다. 현대 천문학에서는 모든 은하의 중심에 초대형 블랙홀이 적어도 하나씩은 있다고 본다. 최근 들어서는 초대형 블랙홀이 은하와 은하들의 집단인 은하단과 상호작용하며 진화하고 있다는 증거도 찾아냈다. 초대형 블랙홀 중 일부는 밝게 빛날 뿐 아니라 은하 전체는 물론 별과 행성의 생성에도 영향을 줄 수 있다는 설명이다. 블랙홀에 대한 활발한 연구가 진행되고 있지만 사실 아직까지는 ‘빛나는 블랙홀’이 직접 관측된 적은 없다. 천문학자들은 궁수 별자리 방향에 있는 우리 은하 중심에도 태양의 400만 배 정도 질량을 가진 초대형 블랙홀이 있을 것이라 예측하고 있다. 우리 은하 중심에 있는 초대형 블랙홀은 얌전한 축에 속해 2만 8000광년쯤 떨어진 우리 태양계에 별다른 영향을 주지는 않지만 상당한 빛을 뿜어내고 있다고 본다. 지난 4월 한국을 비롯한 여러 나라의 천문학자들이 함께 우리에게서 가장 가까이 있는 이 블랙홀을 직접 관측하는 ‘이벤트호라이즌 망원경’(EHT) 프로젝트를 시작했다. 전 세계의 전파망원경을 ‘간섭계 기술’로 연결해 지구만 한 가상의 망원경으로 초대형 블랙홀이 만든 ‘불의 고리’에 대한 관측을 수행했다. 자료의 종합 분석에 들어가는 올겨울 즈음에는 인류가 처음으로 블랙홀을 볼 수 있을지도 모르겠다.

지구에서 21광년 떨어진 곳에 ‘슈퍼 지구’가 존재한다는 것을 과학자들이 발견해 냈다. 슈퍼 지구는 물과 생명체가 존재할 가능성이 제기된 지구형 행성으로, 질량이 지구보다 큰 천체를 말한다.●물·생명체 존재 가능성 있는 행성 ‘GJ625’ 발견 카나리아제도 천체물리학연구소(IAC) 연구진은 M형 왜성이자 적색왜성인 글리제625(GJ625)에서 약 0.08천문단위(AU·1AU는 지구~태양 간 거리) 떨어져 있는 곳에서 새로운 암석 행성 GJ625 b를 발견했다. 이 암석 행성이 바로 슈퍼지구의 0순위 후보로 떠오른 것이다. 이들 천문학자는 카나리아제도에 있는 로크 데 로스 무차초스 천문대의 3.6m 구경 갈릴레오국립망원경(TNG)의 북반구용 고정밀 시선속도측정 행성탐사기(HARPS-N)를 사용해 3년 6개월 동안 스펙트럼 151개를 얻었다. 연구진은 이 중에서 시선속도(천체가 관측자의 시선 방향에 가까워지거나 멀어지는 속도)에 생긴 작은 변화를 찾아내 슈퍼 지구의 존재를 밝혀냈다. ●지구보다 질량 2.8배… 14일 주기 공전 이 행성은 분석 결과 질량은 지구의 약 2.8배로, 생명거주가능구역에서 안쪽 가장자리를 따라 약 14일을 주기로 공전하고 있어 액체 상태의 물을 유지하기에 충분한 서늘한 온도를 가진 암석 세상일 가능성이 큰 것으로 나타났다. 이에 대해 연구를 이끈 알레한드로 수아레스 마스카레뇨 연구원은 “GJ625는 비교적 서늘한 별이므로, 이 행성은 생명거주가능구역 가장자리에 있어 표면에는 액체 상태의 물이 존재할 수 있다”면서 “사실 이 행성의 대기를 덮는 구름과 자전 속도를 살펴봐도 이 행성은 잠재적으로 생명체가 거주할 수 있는 곳”이라고 설명했다. ●지구 태양계와 비교적 가깝고 가장 닮아 특히 이번 행성은 지구에서 약 21광년 거리에 있어 태양계와 비교적 가깝고 지금까지 발견된 슈퍼 지구들 중 가장 적은 질량을 갖고 있다고 연구진은 설명한다. 이 행성이 지구와 가장 유사한 환경을 갖고 있음을 뜻한다. 또 다른 연구 저자인 라파엘 레볼로 교수에 따르면 앞으로 과학자들은 이 행성이 다시 모성(GJ625) 앞을 지날 때를 자세히 관측해 밀도와 반지름은 물론 대기 특성 등 더 상세한 정보를 알아낼 계획이다. 이번 연구 성과는 지난달 18일 미국 코넬대학 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위 있는 온라인 논문저장 사이트인 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 공개됐으며, 조만간 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics)에 실릴 예정이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

1977년 지구를 떠난 이래 운행을 계속하고 있는 보이저 1호는 오는 9월 5일이면 만 40년을 맞는다. 태양계를 벗어나 성간공간으로 진입한 유일한 우주선인 보이저 1호는 6월 2일 현재 지구로부터 약 206억km 떨어진 우주공간을 날고 있는 중이다. 이 거리는 지구-태양 간 거리의 139배(139AU)에 해당하는 거리로, 초속 30만km의 빛이 달리더라도 꼬박 19시간이 걸리는 아득한 거리다. 총알 속도의 17배인 초속 17km로 날아가고 있는 722㎏짜리 인간의 피조물 보이저 1호는 인간이 만든 물건으로는 가장 우주 멀리 날아가는 기록을 세우고 있는 중이다. 보이저 1호가 공식적으로 확인된 성간공간 진입 시간은 출발 35년 만인 2012년 8월로, 탐사선을 스치는 태양풍 입자들의 움직임으로 확인되었다. 태양계 최외각의 행성들을 지나온 보이저는 최초로 진입한 성간공간에서 각종 데이터를 지구로 보내오고 있는 중이다. 데이터로부터 최근 확인된 상황은 ​태양으로부터 온 ‘거품(Bubbles) 효과’의 관측으로, 이것이 바로 보이저 1호가 성간공간으로 들어섰다는 사실을 확인해준 것이다. 쌍둥이 탐사선 보이저 1, 2호는 1977년 8월 20일에 2호가 먼저 발사되었고, 1호는 2주 뒤에 발사되었다. 이 같은 발사시간은 176년 만에 이루어지는 태양계 행성 정렬에 맞춘 것이다. 일명 ‘행성간 대여행’이라 불리는 행성의 배치가 행성간 탐사선의 개발에 영향을 주었는데, 이 행성간 대여행은 연속적인 중력 보조를 활용함으로써, 한 탐사선이 궤도 수정을 위한 최소한의 연료만으로 화성 바깥쪽의 모든 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성)을 탐사할 수 있는 여행이다. 본래 태양계 바깥쪽의 거대 행성들을 탐사하기 위해 발사된 보이저 1호는 당시 최신 기술이던 중력 도움을 사용하도록 설계된 탐사선이다. 중력 도움이란 탐사선의 속도를 높이기 위해 중력을 이용한 슬링 숏 기법(새총쏘기)을 말하는 것으로, 행성의 중력을 이용해 우주선의 가속을 얻는 기법이다. 스윙바이(swingby) 또는 플라이바이라고도 하는 이것은 말하자면 우주의 당구공 치기쯤 되는 기술이다. 보이저는 이 기법을 이용해 목성 중력에서 시속 6만km의 속도 증가를 공짜로 얻었다. 보이저가 목성의 중력을 이용해 추진력을 얻을 때, 목성은 그만큼 에너지를 빼앗기는 셈이지만, 그것은 50억 년에 공전 속도가 1mm 정도 뒤처지는 것에 지나지 않는다. 현재까지 인류가 개발한 추진 로켓의 힘은 겨우 목성까지 날아가는 게 한계이지만, 이 스윙바이 항법으로 우리는 전 태양계를 탐험할 수 있게 된 것이다. 출발은 늦었지만 보이저 1호는 다른 지름 경로를 통해 목성에 먼저 도착하는 등 수많은 탐사 신기록을 세웠다. 1979년 목성에 약 35만km까지 다가가 아름다운 목성의 모습을 촬영했다. 당시만 해도 미지의 행성이었던 목성의 대적점(거대 폭풍)과 대기가 보이저 1호에 처음 포착되면서 목성의 비밀이 하나씩 벗겨지기 시작했다. 이듬해에는 토성에서 12만km 지점에 접근해 토성의 고리가 1000개 이상의 선으로 이뤄졌고 고리 사이에는 틈새기가 있다는 사실을 밝혀냈다. 3개의 원자력 전지가 전력을 공급받고 있는 보이저 1호는 2020년경까지는 지구와의 통신을 유지하는 데 충분한 전력을 공급받을 수 있을 것으로 보이나, 2025년 이후에는 전력 부족으로 더 이상 어떤 장비도 구동할 수 없게 되고, 지구와의 연결선이 완전 끊어지게 된다. 그러나 보이저의 항해는 그후로도 여전히 계속될 것이다. 태양계를 벗어난 보이저 1호가 먼저 만나게 될 천체는 혜성들의 고향 오르트 구름이다. 하지만 300년 후의 일이다. 이 오르트 구름 지역을 빠져나가는 데만도 약 3만년이 걸린다. 그리고 4만년 후에는기린자리의 항성 'AC+79 3888'에서 1.6광년 떨어진 곳까지 비행할 것으로 보인다. 그때까지 거의 빈 우주를 지날 것으로 과학자들은 예상한다. 약 7만년을 날아간 후 보이저 1호는 18광년 떨어진 기린자리의 글리제 445 별을 1.6광년 거리에서 지날 것이며, 그 다음부터는 적어도 10억 년 이상 아무런 방해도 받지 않고 우리은하의 중심을 돌 것이다. 외계의 지적 생명체와 조우할 경우를 대비해 보이저 1호에는 외계인들에게 보내는 지구인의 메시지를 담은 금제 음반도 싣고 있다. 이 음반의 내용은 칼 세이건이 의장으로 있던 위원회에서 결정되었는데, 115개의 그림과 파도, 바람, 천둥, 새와 고래의 노래와 같은 자연적인 소리와 함께 수록된 55개 언어로 된 지구인의 인삿말에는 한국어도 포함되어 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

많이 알려지지는 않았지만, 태양계 '큰형님' 목성도 토성같은 고리를 가지고 있다. 목성의 고리가 세간에 잘 알려져있지 않은 것은 암석 덩어리와 먼지로 채워진 탓에 희미해 잘 보이지 않기 때문이다. 그러나 목성도 태양계에서 토성, 천왕성, 해왕성과 함께 어엿한 고리 두른 행성이다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 목성의 궤도 안에서 촬영된 고리의 모습을 사상 처음으로 공개했다. NASA의 목성탐사선 주노(Juno)가 촬영한 이 사진에서 목성의 고리는 희미한 줄무늬 모습으로, 별들이 가득찬 우주를 가로지른다. 사진 속 목성의 고리 위로 떨어질듯 밝게 빛나는 천체는 오리온자리의 좌상 꼭짓점에 위치한 베텔게우스(Betelgeuse)다. 초거성인 베텔게우스는 태양보다 50만 배나 밝게 빛나는 별로 머지않은 미래에 초신성으로 폭발해 지구에서 관측될 것으로 예상된다. 이 장면은 지난해 8월 27일 주노에 장착된 별 추적 카메라에 포착됐으며 언론에 공개된 것은 지난 25일이다. NASA 제트추진연구소 하이디 베커 박사는 "주노와 목성 고리와의 거리는 6만 4000km"라면서 "수백 광년 떨어진 별들이 사진 속에 동시에 포착됐다"고 설명했다. 이어 "지구와 목성에서 본 '천국'은 똑같다"고 덧붙였다. 한편 지난 2011년 8월 발사된 목성탐사선 주노는 지난해 7월 4일 미국 독립기념일에 맞춰 목성 궤도에 진입했다. 주노의 주 임무는 목성 대기 약 5000km 상공에서 지옥같은 목성의 대기를 뚫고 내부 구조를 상세히 들여다보고 자기장, 중력장 등을 관측하는 것으로 2018년 그 수명을 다한다. 사진=NASA/JPL-Caltech/SwRI　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구에서 21광년 떨어진 곳에 ‘슈퍼 지구’가 존재한다는 것을 과학자들이 발견해냈다. 슈퍼 지구는 물과 생명체가 존재할 가능성이 제기된 지구형 행성으로, 질량이 지구보다 큰 천체를 말한다. 카나리아 제도 천체물리학연구소(IAC·Instituto de Astrofísica de Canarias) 연구진은 M형 왜성이자 적색왜성인 글리제625(GJ625)에서 약 0.08천문단위(AU·1AU는 지구-태양 간 거리) 떨어져 있는 곳에서 새로운 암석 행성 GJ625 b를 발견했다. 이 암석행성이 바로 슈퍼지구의 0순위 후보로 떠오른 것이다. 이들 천문학자는 카나리아 제도에 있는 로크 데 로스 무차초스 천문대의 3.6m 구경 갈릴레오국립망원경(TNG·Telescopio Nazionale Galileo)의 북반구용 고정밀 시선속도측정 행성탐사기(HARPS-N·High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher for the Northern Hemisphere)를 사용해 3년 6개월 동안 스펙트럼 151개를 얻었다. 연구진은 이 중에서 시선속도(천체가 관측자의 시선 방향에 가까워지거나 멀어지는 속도)에 생긴 작은 변화를 찾아내 슈퍼 지구의 존재를 밝혀냈다. 이 행성은 분석 결과, 질량은 지구의 약 2.8배로, 생명거주가능구역(HZ·habitable zone)에서 안쪽 가장자리를 따라 약 14일을 주기로 공전하고 있어 액체 상태의 물을 유지하기에 충분한 서늘한 온도를 가진 암석 세상일 가능성이 큰 것으로 나타났다. 이에 대해 연구를 이끈 알레한드로 수아레스 마스카레뇨 연구원은 “GJ625(이번에 발견된 슈퍼 지구의 모성)는 비교적 서늘한 별이므로, 이 행성은 생명거주 가능구역 가장자리에 있어 표면에는 액체 상태의 물이 존재할 수 있다”면서 “사실, 이 행성의 대기를 덮는 구름과 자전 속도를 살펴봐도 이 행성은 잠재적으로 생명체가 거주할 수 있는 곳”이라고 설명했다. 특히 이번 행성은 지구에서 약 21광년 거리에 있어 태양계와 비교적 가깝고 지금까지 발견된 슈퍼 지구들 중 가장 적은 질량을 갖고 있다고 연구진은 말한다. 이 말은 지구와 가장 유사하다는 것. 또 다른 연구 저자인 라파엘 레볼로 교수에 따르면, 앞으로 과학자들은 이 행성이 다시 모성(GJ625) 앞을 지날 때를 자세히 관측해 밀도와 반지름은 물론 대기 특성 등 더 상세한 정보를 알아낼 계획이다. 이에 대해 레볼로 교수는 “카나리아 대형망원경(GTC·Gran Telescopio Canarias)의 고정밀 고안정 분광기나 30m 망원경(TMT·Thirty Meter Telescope)과 같은 북반구의 차세대 망원경을 사용하면 된다”고 말했다. 또한 공동 저자 중 한 명인 조네 곤살레스 에르난데스 박사는 “앞으로 측광 관측을 진행할 때 새로운 관측 연구는 모성을 가로지르는 행성 통과를 탐지하는 것이 필수적”이라면서 “GJ625 주변 생명거주가능지역에 암석 행성이 더 있을 가능성이 있으므로 계속해서 탐사를 진행할 것”이라고 말했다. 이번 연구 성과는 지난 18일 미국 코넬대학 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위있는 온라인 논문저장 사이트인 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 공개됐으며, 조만간 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics)에 실릴 예정이다. 사진=IAC 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

가까운 은하 중심 부근에 있는 두 개의 ‘괴물 블랙홀’이 충돌 코스에 진입한 것이 확실시된다는 새 연구가 발표되었다. 천문학자들은 백조자리 A 중심에 있는 알려진 초질량 블랙홀에서 1500광년 떨어진 거리에 있는 엄청난 광도의 천체를 발견했다. 백조자리 A는 지구로부터 8억 광년 떨어진 은하로, 천문학자들에게 가장 흥미로운 연구 대상이 되고 있는 은하 중 하나다. 미국 국립전파천문대(NRAO) 소속 크리스 카릴리 논문 공동 저자는 발표문을 통해 “우리는 이 은하에서 제2의 초질량 블랙홀을 발견한 것으로 생각하고 있다”면서 “이 블랙홀은 천문학적으로는 비교적 가까운 과거에 이 은하에 다른 은하가 합병되었음을 말해주는 것”이라고 밝혔다. 이 전파천문대는 미국 국립 과학재단에서 운영하는 전파천문 연구시설로 뉴멕시코에 소재하고 있다. 그는 “이 두 블랙홀은 지금껏 발견된 블랙홀들 중 가장 가까운 거리에 위치한 것으로 머지않은 미래에 충돌, 합병될 것으로 보인다”고 덧붙였다. 논문을 집필한 연구자들은 2015년에서 2016년까지 이 천문대의 장기선 간섭계(Very Large Array; VLA)를 이용해 백조자리 A 은하를 연구했다. 전파망원경에 의해 발견된 이 수수께끼 같은 밝은 천체는 1980년대와 90년대의 백조자리 A 이미지에서는 발견되지 않은 것이었다. 1994년에서 2002년 사이에 허블 우주망원경과 하와이의 케크 망원경의 자외선 이미지로 잡은 이미지를 보면 같은 지점에서 희미한 빛을 내는 천체가 잡혀 있다. 이 수수께끼의 천체는 처음에는 무리지은 별들의 집단으로 추정되었지만, 최근 급격히 밝아지기 시작한 것으로 보아 다른 가능성이 제기된 것이다. 연구자들은 두 개의 가능성을 놓고 저울질하고 있는데, 폭발 단계에 들어선 초신성이거나 아니면 초질량 블랙홀일 거라고 연구자들은 보고 있다. 연구팀이 선호하는 가설은 초질량 블랙홀이다. 왜냐하면, 어떤 초신성 타입도 그토록 오래 밝게 빛난 사례가 없었기 때문이다. 제2의 초질량 블랙홀이 지금처럼 활동적인 된 것은 주변의 별이나 가스를 엄청나게 폭식한 탓으로 보인다고 연구자들은 덧붙였다. 영국 리버풀 존 무어스 대학 천체물리학 연구소 소속 대니얼 펄리 논문 대표저자는 “아직까지 풀리지 않은 의문들은 앞으로 계속될 관측에서 실마리를 얻을 수 있을 것으로 본다”면서 “만약 이것이 제2의 블랙홀로 밝혀진다면 우리는 다른 은하에서도 이 같은 예를 발견할 수 있을 것”이라고 말했다. 새 연구는 조만간 천문학 분야 권위지 '천체물리학 저널'에 발표될 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

우주에는 은하보다 훨씬 밝은 퀘이사라는 천체가 있다. 그 정체는 강력한 에너지를 내뿜는 은하 중심의 거대 블랙홀이다. 활동성 은하 중심에 존재하는 대형 블랙홀이 주변에서 막대한 물질을 흡수하면서 동시에 엄청난 에너지를 방출하는 것이다. 퀘이사는 매우 밝기 때문에 먼 우주를 관측하는 과학자들에게 매우 중요한 연구 대상이다. 국제 과학자팀은 슬로안 디지털 스카이 서베이(SDSS·Sloan Sky Digital Survey) 연구의 일부로 확장 바리온 진동 분광형 연구 eBOSS(Extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey)를 진행했다. 이는 보통의 은하보다 훨씬 밝은 퀘이사의 위치를 추적해 우주의 나이가 30억 년에서 70억 년 사이였을 무렵의 우주의 3차원 지도를 그리는 것이다. 이를 통해 과학자들은 물질의 분포는 물론 아직 그 정체를 모르는 암흑 물질과 암흑 에너지의 분포를 알아낼 수 있다. 암흑 에너지와 암흑 물질이 눈에 보이는 물질의 분포에 영향을 주기 때문이다. 14만 7000개에 달하는 퀘이사의 분포를 확인한 과학자들은 지난 20년간 구축한 표준 우주 모델과 일치하는 결과를 얻었다. 이 거대 우주 지도에서 과학자들은 바리온 음향 진동(baryonic acoustic oscillations·BAO)이라는 거대한 구조를 확인할 수 있다. 이는 빅뱅 직후 존재했던 물질의 미세한 밀도 차이에서 발생한 것으로 현재 우리가 사는 우주의 모습을 만든 원동력이다. 물질의 미세한 분포 차이로 인해 중력이 다르게 작용하면서 가스가 모여 은하단과 은하, 별이 형성되기 때문이다. 그리고 남은 공간은 보이드라는 은하 사이 공간을 만드는데, 시간이 지날수록 그 크기가 확장되고 있다. 이전 연구에서 과학자들은 SDSS 데이터를 이용해서 지구에서 가까운 위치에 있는 120만 개 은하의 3차원 입체 지도를 완성한 바 있다. 이 지도와 더불어 새로 만든 거대 블랙홀 지도는 거대한 우주의 구조와 진화를 이해하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 멀리 떨어진 퀘이사의 지도가 오래전 우주 초기의 모습이라면 가까이 존재하는 은하의 분포는 오늘날의 우주의 모습을 보여주기 때문이다. 동시에 각각의 미세한 점이 무수히 많은 별로 이뤄진 은하이며 이 은하에는 태양 같은 별과 지구 같은 행성이 수천억 개 존재한다는 사실을 생각하면 우주의 거대함을 다시 한번 느낄 수 있는 결과이기도 하다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

포말하우트(Formalhaut)는 지구에서 25광년 떨어진 가까운 별로 밤하늘에서 밝게 보이므로 중국에서도 오래전부터 북락사문(北落師門)이라고 불리는 등 우리에게 친숙한 별이다. 최근 포말하우트는 과학자들의 중요한 관측 대상이 되고 있는데, 이 별이 태어난 지 4억4000만년 이내의 젊은 별로 주변에 거대한 가스와 먼지 원반을 가지고 있고 행성도 같이 거느리는 것으로 생각되기 때문이다. 특히 별에서 평균 200억km에는 태양계의 카이퍼 벨트와 유사하지만 더 거대한 얼음 고리가 존재한다. 본래 이 위치에 있는 어둡고 차가운 고리를 관측하는 일은 쉽지 않지만, 국제 천문학 연구팀은 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 포말하우트의 고리를 관측했다. 이번 관측에서 고리의 평균 폭은 20억km에 달하는 것으로 밝혀졌으며, 그 구성 성분은 우리 태양계의 혜성과 크게 다르지 않은 것으로 나타났다. 따라서 태양계와 마찬가지로 이 얼음 천체와 입자들이 나중에 중력에 이끌려 행성계 내부로 진입하면 혜성이 될 가능성도 있다. 논란의 여지는 있지만, 일부 과학자는 지구의 물과 대기, 그리고 생명의 기초를 이루는 유기물질이 혜성에서 공급되었다고 보고 있다. 만약 태양계와 같은 과정이 다른 행성계에서도 일어난다면 비슷한 경로로 생명 탄생에 필요한 물질이 외계 행성에 공급될 수 있다. 과학자들은 태양계 얼음 천체의 모임인 카이퍼 벨트나 오르트 구름 같은 구조가 외부 행성계에도 있다고 믿고 있다, 하지만 대개 어둡고 너무 멀어서 관측이 어렵다. 따라서 포말하우트의 관측 결과는 태양계 진화는 물론 다른 행성계의 진화과정을 연구하는 데 큰 도움을 주고 있다. 이번 관측에서 확인된 또 다른 흥미로운 사실은 얼음 고리가 궤도에 따라 밀도가 다르다는 것이다. 타원 궤도를 공전하는 경우 가까운 궤도에서는 속도가 빨라지고 먼 궤도에서는 속도가 느리다. 따라서 토성의 고리처럼 원형 고리가 아닌 타원 고리를 지닌 경우 별에서 먼 곳에 있는 얼음 입자의 밀도가 높아지는 현상이 나타난다. 이번 관측 결과에서는 이 이론적인 예측이 실제로 맞는 것으로 나타났다. 포말하우트는 앞으로도 중요한 관측 대상이다. 제임스웹 우주망원경을 비롯한 차세대 망원경이 더 상세히 관측해야 할 중요한 별이라고 할 수 있다. 오랜 세월 인류에게 그 존재가 알려진 별이지만, 이제 최신 과학의 힘으로 이 별의 진짜 모습이 드러날 것으로 기대된다. 사진=ALMA로 관측한 포말하우트. 오렌지 색의 타원이 얼음 고리이고 중앙은 관측을 위해 빛을 가린 상태 - ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. MacGregor; NASA/ESA Hubble, P. Kalas; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF) 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

태양계 끝자락에 놓인 왜소행성 '2007 OR10' 주위를 도는 위성의 존재가 처음으로 확인됐다. 최근 미 항공우주국(NASA) 등 국제공동연구팀은 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)에 위치한 2007 OR10의 달 모습을 허블우주망원경으로 포착했다고 밝혔다. 태양계 내에서 3번째로 큰 왜소행성인 2007 OR10는 지름 1290~1520km 크기로 태양을 기준으로 명왕성보다도 3배 더 먼 곳에 위치해 있다. 지난 2007년 처음 발견됐으며 당시만 해도 상당히 밝고 추운 천체로 인식돼 백설공주(snow white)라는 재미있는 별명을 얻었지만 실제로는 붉은 색에 가깝다. 이번에 새롭게 확인된 달은 지름 240~400km로 추정되며 2007 OR10의 덩치를 고려하면 상대적으로 큰 편이다. 그렇다면 2007 OR10는 어떻게 자신의 달을 가지게 됐을까? 논문의 선임저자인 헝가리 부다페스트 콘콜리 관측소 차바 키스 박사는 "커다란 왜소행성 대부분 주위에 위성을 가지고 있는 것이 확인되고 있다"면서 "이는 수십 억 년 전 태양계가 형성될 당시 천체 간에 잦은 충돌이 있었고 이 과정에서 생성된 것으로 보인다"고 설명했다. 이어 "천체 간의 충돌 속도가 너무 빠르면 수많은 파편이 생겨 태양계 밖으로 나가고, 반대로 너무 느리면 크레이터가 생성되는 수준이 된다"고 덧붙였다. 인류에게는 아직 미지의 영역인 카이퍼 벨트는 해왕성 궤도 바깥에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역으로, 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하고 있다. 이 지역에는 2007 OR10를 포함한 아직 발견되지 않거나 공인되지 않은 여러 왜소행성들이 존재할 것으로 보인다. 한편 왜소행성(dwarf planet)은 2006년 국제천문연맹(IAU) 총회를 통해 새롭게 분류된 카테고리로 대표적으로 행성에서 강등당한 명왕성과 제나, 에리스 등등이 있다. 왜소행성이 행성이 되지 못하는 이유는 자신의 궤도 내에서 지배적인 천체가 아니라는 점 때문이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

●만성 신장병 치료 프로바이오틱스 개발 한국식품연구원(원장 박용곤) 장내미생물연구단과 가톨릭관동대 국제성모병원 신장내과 공동연구팀은 만성 신장질환 치료용 프로바이오틱스 개발에 성공했다고 16일 밝혔다. 만성 신장질환은 동맥경화와 혈관 석회화를 유발하기 때문에 칼슘(Ca)과 인(P) 성분 조절이 필요한데 연구팀은 혈액 내 인 조절기능이 탁월한 프로바이오틱스를 선별해 동물실험한 결과 효능을 확인했다. 이번에 개발된 물질은 혈중 인 농도를 22.3%, 요독증 유발 물질을 39.5% 낮추는 것으로 밝혀졌다. ●은하 진화 밝힐 해파리형 은하 발견 한국천문연구원(원장 한인우) 신윤경 박사팀이 참여한 국제공동연구진은 지구로부터 약 11억 광년 떨어진 곳에 위치한 거대은하단에서 해파리 은하를 발견하고 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널 레터스’ 최신호에 발표했다. 나선형 은하가 아니라 타원 형태의 은하에서 가스의 꼬리가 나온 형태의 해파리 은하가 발견된 것은 이번이 처음이다. 연구팀은 칠레 VLT 8.2m급 망원경에 장착된 3차원 분광관측기기를 활용했다. 이번 발견은 은하 주변 환경이 은하의 진화 과정에 미치는 영향을 밝혀내는 데 도움을 줄 것으로 예상된다. ●UNIST-헬름홀츠 공동연구센터 설립 울산과학기술원(UNIST·총장 정무영)이 독일 헬름홀츠 율리히 연구소와 공동연구센터를 설립했다고 16일 밝혔다. UNIST는 16일 ‘UNIST-헬름홀츠 율리히 미래에너지 혁신 연구센터’ 개소식을 갖고 산업화가 가능한 수준의 차세대 에너지 원천기술 공동개발에 나선다. 이번 공동연구센터 개소로 UNIST는 독일 3대 연구기관인 헬름홀츠, 막스플랑크, 프라운호퍼 연구회와 공동연구센터를 모두 구축한 유일한 국내 대학이 됐다.

■프로야구 한화-넥센(고척) kt-롯데(사직) LG-KIA(광주) NC-두산(잠실) 삼성-SK(문학 이상 오후 6시 30분) ■양궁 전국남녀종별선수권(오전 9시 청주 김수녕양궁장) ■농구 연맹회장기 전국남녀중고대회(낮 12시 김천체) ■근대5종 회장배 전국대회(오후 2시 문경 근대5종복합경기장 등) ■탁구 전국남녀종별선수권(오전 9시 단양 국민체육센터) ■사이클 국민체육진흥공단 이사장배 전국대회(오전 9시 영주경륜훈련원)